ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ФЕРРОХРОМ

Методы определения хрома

ГОСТ 21600.17-83

(СТ СЭВ 3610-82)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ФЕРРОХРОМ

Методы определения хрома

Ferrochrome. Methods for the determination of chromium

ГОСТ
21600.17-83

(СТ СЭВ 3610-82)

Взамен
ГОСТ 13400.1-74

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 апреля 19S3 г. № 2122 срок действия установлен

с 01.07.84

до 01.07.89

Настоящий стандарт устанавливает потенциометрический и титриметрический (для феррохрома, не содержащего ванадий) методы определения в феррохроме хрома (при массовой доле хрома от 50 до 80 %).

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3610-82.

Стандарт соответствует ИСО 4140-79 в части потенциометрического метода.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 27349-87.

1.2. Лабораторная проба по ГОСТ 24991-81 с дополнениями, указанными в табл. 1.

Таблица 1

Группа феррохрома по ГОСТ 4757-79	Приготовление пробы
Низкоуглеродистый, среднеуглеродистый и азотированный с массовой долей азота менее 4 %	Стружка, толщиной 0,1 - 0,2 мм, размельченная в агатовой ступке до крупности частиц, проходящих через сито с сеткой № 1,6 по ГОСТ 6613-86
Углеродистый и азотированный с массовой долей азота 4 % и более	Топкий порошок с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613-86

1.1, 1.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2. ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

Метод основан на реакции окисления трехвалентного хрома и четырехвалентного ванадия надсернокислым аммонием в сернокислой среде в присутствии катализатора - азотнокислого серебра и последующем определении суммы шестивалентного хрома и пятивалентного ванадия методом потенциометрического титрования раствором соли Мора.

Ванадий, восстановленный до четырехвалентного, окисляют раствором марганцовокислого калия, избыток которого восстанавливают азотистокислым натрием и потенциометрически титруют раствором соли Мора.

Массовую долю хрома определяют по разности первого и второго титрования.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Прибор для потенциометрического титрования с индикаторным платиновым и сравнительным вольфрамовым или хлорсеребряным или каломельным электродами.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:4 и 2:1.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478-75, раствор с массовой концентрацией 250 г/дм³.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, 2,5 %-ный раствор» на «раствор с массовой концентрацией 25 г/дм³.

Марганец сернокислый по ГОСТ 435-77, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм³.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197-74, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм³.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм³.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277-75, раствор с массовой концентрацией 1 г/дм³.

Мочевина по ГОСТ 6691-77.

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Натрия перекись.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220-75, перекристаллизованный: 100 г двухромовокислого калия растворяют в 150 см³ кипящей воды и при энергичном перемешивании выливают раствор тонкой струей в фарфоровую чашку. После охлаждения кристаллы отфильтровывают на воронке с пористой стеклянной пластиной, сушат в течение 2 - 3 ч при температуре (105 ± 5) °С, измельчают и высушивают в сушильном шкафу при температуре (190 ± 10) °С до постоянной массы.

Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208-72, титрованный раствор: 98 г соли Мора растворяют в 300 см³ воды, содержащей 40 см³ серной кислоты, разбавляют до 1 дм³ водой и перемешивают.

Для определения массовой концентрации полученного раствора навеску двухромовокислого калия массой 0,4000 г помещают в стакан вместимостью 400 см³, растворяют в 200 см³ воды, прибавляют 50 см³ раствора серной кислоты (1:4) и титруют раствором соли Мора на потенциометре до скачка потенциала, отмеченного максимальным отклонением стрелки измерительного прибора.

Массовую концентрацию раствора соли Мора (С) по хрому, выраженную в г/см³, вычисляют по формуле

(1)

где m - масса навески двухромовокислого калия, г;

0,3535 - коэффициент пересчета двухромовокислого калия на хром;

V - объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование навески двухромовокислого калия, см³.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску феррохрома массой 0,2 г помещают в стакан вместимостью 500 см³, прибавляют 20 - 30 см³ воды, 10 см³ серной кислоты и нагревают до полного растворения навески.

В раствор добавляют несколько капель азотной кислоты до прекращения вспенивания раствора, кипятят до удаления окислов азота и выпаривают до начала выделения паров серной кислоты.

Содержимое стакана охлаждают, прибавляют 250 см³ воды и нагревают до растворения солей. К полученному раствору прибавляют 10 см³ ортофосфорной кислоты, 10 см³ раствора азотнокислого серебра, прибавляют 50 см³ раствора надсернокислого аммония и кипятят до появления окраски марганцовой кислоты и полного разрушения персульфата аммония. При отсутствии марганца в феррохроме полноту окисления хрома по окраске марганцовой кислоты контролируют, прибавляя перед окислением 3 - 4 капли раствора сернокислого марганца. Затем приливают 10 см³ раствора хлористого натрия и кипятят раствор до восстановления марганцовой кислоты. Раствор охлаждают до комнатной температуры, прибавляют 60 см³ серной кислоты (1:4) и титруют потенциометрически раствором соли Мора. Отмечают объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование.

2.3.2. Для определения массовой доли ванадия в стакан, в котором проводили титрование, прибавляют раствор марганцовокислого калия до окрашивания раствора в розовый цвет, не исчезающий в течение 1 мин. Раствор перемешивают с помощью мешалки, прибавляют по каплям раствор азотистокислого натрия до исчезновения розовой окраски, 2 г мочевины, после чего титруют раствором соли Мора до резкого отклонения стрелки измерительного прибора. Израсходованное для этого количество соли Мора соответствует массовой доле ванадия в феррохроме.

2.3.3. Феррохром, трудноразлагаемый в кислотах, сплавляют с перекисью натрия или со смесью перекись натрия - углекислый натрий.

При сплавлении с перекисью натрия навеску феррохрома массой 0,2 г помещают в железный или никелевый тигель, тщательно перемешивают с 4 г перекиси натрия, а затем засыпают еще 1 г перекиси натрия.

При сплавлении со смесью перекись натрия - углекислый натрий навеску феррохрома массой 0,2 г тщательно перемешивают в тигле с 4 г перекиси натрия и 2 г углекислого натрия.

Сплавление проводят в муфельной печи сначала при умеренном, а затем при более сильном нагревании 750 - 800 °С в течение 4 - 5 мин до получения жидкой легкоподвижной массы.

После охлаждения тигель помещают в стакан вместимостью 400 см³, прибавляют 150 см³ воды и немедленно закрывают стакан часовым стеклом для предохранения от разбрызгивания. После выщелачивания плава тигель удаляют из стакана и обмывают его горячей водой. Раствор с осадком кипятят 5 - 6 мин до разрушения образовавшейся перекиси водорода, затем охлаждают, прибавляют 30 см³ серной кислоты (2:1) и нагревают до полного растворения осадка.

Содержимое стакана переносят в колбу вместимостью 500 см³, приливают 100 см³ воды и нагревают, после чего прибавляют 10 см³ ортофосфорной кислоты, 10 см³ раствора азотнокислого серебра, 10 см³ раствора надсернокислого аммония и продолжают анализ, как указано в пп. 2.3.1 и 2.3.2.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю хрома (X) в процентах вычисляют по формуле

(2)

где С - массовая концентрация раствора соли Мора по хрому, г/см³;

V - объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование суммы хрома и ванадия, см³;

V₁ - объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование ванадия, см³;

m - масса навески, г.

2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности массовой доли хрома приведены в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля хрома, %	D, %	Допускаемые расхождения, %			d, %
Массовая доля хрома, %	D, %	d_к	d₂	d₃	d, %
От 50 до 80 включ.	0,4	0,5	0,4	0,5	0,2

(Новая редакция, Изм. № 1).

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода

Метод основан на реакции окисления трехвалентного хрома надсернокислым аммонием в сернокислой среде до бихромат-иона в присутствии катализатора - азотнокислого серебра и последующем титровании раствором соли Мора с применением индикатора - фенилантраниловой кислоты.

3.2. Реактивы и растворы

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:4 и 2:1.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.

Кислота фенилантраниловая, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм³: 1 г фенилантраниловой кислоты растворяют в 500 см³ раствора углекислого натрия.

Натрий углекислый по ГОСТ 4220-75 и раствор с массовой концентрацией 2 г/дм³.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм³.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478-75, раствор с массовой концентрацией 250 г/дм³.

Марганец сернокислый по ГОСТ 435-77, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм³.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277-75, раствор с массовой концентрацией 1 г/дм³.

Натрия перекись.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220-75, перекристаллизованный: 100 г двухромовокислого калия растворяют в 150 см³ кипящей воды и при энергичном перемещении выливают раствор тонкой струей в фарфоровую чашку. После охлаждения кристаллы отфильтровывают на воронке с пористой стеклянной пластиной, сушат в течение 2 - 3 ч при температуре (105 ± 5) °С, измельчают и высушивают в сушильном шкафу при температуре (190 ± 10) °С до постоянной массы.

Для определения массовой концентрации полученного раствора навеску двухромовокислого калия 0,4 г помещают в колбу вместимостью 500 см³, прибавляют 200 см³ воды, 60 см³ раствора серной кислоты (1:4), 5 см³ ортофосфорной кислоты, перемешивают до растворения навески, прибавляют шесть капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода сине-фиолетовой окраски раствора в ярко-зеленую.

Массовую концентрацию раствора соли Мора (С) по хрому, выраженную в г/см³, вычисляют по формуле (1).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску феррохрома массой 0,2 г помещают в колбу вместимостью 500 см³, прибавляют 20 - 30 см³ воды, 10 см³ серной кислоты и нагревают до полного растворения. В раствор добавляют несколько капель азотной кислоты до прекращения вспенивания раствора, кипятят до удаления окислов азота и выпаривают до начала выделения паров серной кислоты.

Содержимое колбы охлаждают, прибавляют 250 см³ воды, нагревают до растворения солей, приливают 10 см³ ортофосфорной кислоты и 10 см³ раствора азотнокислого серебра.

Прибавляют 50 см³ раствора надсернокислого аммония и кипятят до появления окраски марганцовой кислоты и полного разрушения персульфата аммония. При отсутствии марганца в феррохроме полноту окисления хрома по окраске марганцовой кислоты контролируют, прибавляя перед окислением 3 - 4 капли раствора сернокислого марганца.

К раствору прибавляют 10 см³ раствора хлористого натрия и кипятят до восстановления марганцовой кислоты.

Раствор охлаждают до комнатной температуры, прибавляют 60 см³ раствора серной кислоты (1:4), шесть капель раствора фенилантраниловой кислоты и медленно титруют раствором соли Мора до перехода сине-фиолетовой окраски раствора в зеленую.

3.3.2. Трудноразлагаемый в кислотах феррохром сплавляют и обрабатывают как указано в п. 2.3.3, после чего продолжают анализ по п. 3.3.1.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю хрома (X) в процентах вычисляют по формуле

(3)